练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    20．暗物质是二十一世纪物理学之谜，对该问题的研究可能带来一场物理学的革命．为了探测暗物质，我国在2015年12月17日成功发射了一颗被命名为“悟空”的暗物质探测卫星．已知“悟空”在低于同步卫星的轨道上绕地球做匀速圆周运动，经过时间t（t小于其运动周期），运动的弧长为s，与地球中心连线扫过的角度为β（弧度），引力常量为G，则下列说法中正确的是（　　）
    A．“悟空”的线速度大于第一宇宙速度
    B．“悟空”的向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度
    C．“悟空”的环绕周期为$\frac{2πt}{β}$
    D．“悟空”的质量为$\frac{s^3}{{G{t^2}β}}$

    分析 已知该太空电站经过时间t（t小于太空电站运行的周期），它运动的弧长为s，它与地球中心连线扫过的角度为β（弧度），根据线速度和角速度定义可求得太空站的线速度和角速度，然后根据v=ωr可求得轨道半径；根据万有引力提供向心力求求得地球的质量．

    解答 解：A、该太空电站经过时间t（t小于太空电站运行的周期），它运动的弧长为s，它与地球中心连线扫过的角度为β（弧度），
    则太空站运行的线速度为 v=$\frac{s}{t}$
    角速度为：ω=$\frac{β}{t}$
    根据v=ωr得轨道半径为：r=$\frac{v}{ω}$=$\frac{s}{β}$
    人类第一台太空电站在地球的同步轨道上绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，则有：G$\frac{Mm}{{r}^{2}}$=m$\frac{{v}^{2}}{r}$，得 v=$\sqrt{\frac{GM}{r}}$，可知卫星的轨道半径越大，速率越小，第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，故“悟空”在轨道上运行的速度小于地球的第一宇宙速度，故A错误；
    B、由G$\frac{Mm}{{r}^{2}}$=m得：加速度a=$\frac{GM}{{r}^{2}}$，则知“悟空”的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度．故B错误．
    C、“悟空”的环绕周期为T=$\frac{2π}{\frac{β}{t}}$=$\frac{2πt}{β}$，故C正确；
    D、“悟空”绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，即：G$\frac{Mm}{{r}^{2}}$=mrω2，ω=$\frac{β}{t}$
    联立解得：地球的质量为 M=$\frac{s^3}{{G{t^2}β}}$，不能求出“悟空”的质量．故D错误；
    故选：C

    点评 本题考查匀速圆周运动的线速度和角速度的定义，以及其关系．人类第一台太空电站在地球的同步轨道上绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，可求得中心天体的质量，关键是熟练记忆公式．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    10．在“研究匀变速直线运动”的实验中，实验装置如图甲所示．小明从实验中挑选一条点迹清晰的纸带（相邻计数点间还有四个点未画出），用刻度尺测量计数点间的距离如图乙所示，已知打点计时器所用电的频率为50Hz．

    （1）部分实验步骤如下：
    A．测量完毕，关闭电源，取出纸带．
    B．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车．
    C．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连．
    D．把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔．
    上述实验步骤的正确顺序是：DCBA（用字母填写）
    （2）从图乙中所给的刻度尺上读出A、B两点间的距离s1=0.80cm；
    （3）该小车的加速度a=0.30m/s2，C点速度为0.13m/s．（计算结果保留两位小数）
    （4）小强同学在研究自由落体运动时也挑选了一条纸带，取其中的一段标出计数点如图丙所示，测出相邻计数点间的距离x1，x2，x3，x4，x5，x6，通过计算得到1至6各点的瞬时速度如下表所示，已知打点计时器的打点间隔T=0.02s，请在坐标纸图丁上作出相关图线，并求重锤运动的加速度a=18.2m/s2．（计算结果保留两位小数）
     123456
    V（m/s）0.651.041.421.812.192.57

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    11．宇航员到了某星球后做了如下实验：如图所示，在光滑的圆锥顶用长为L的细线悬挂一质量为m的小球，圆锥顶角2θ．当圆锥和球一起以周期T匀速转动时，球恰好对锥面无压力．求：
    （1）线的拉力的大小；
    （2）该星球表面的重力加速度的大小．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    8．①关于原子的结构，物理史上有三种具有代表性的模型，即汤姆孙的枣糕模型、卢瑟福的核式结构模型和玻尔的原子模型
    ②关于α粒子散射实验的下述说法中正确的是AC
    A、在实验中观察到的现象是绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来的方向前进，少数发生了较大偏转，极少数偏转超过90°，有的甚至被弹回，接近180°．
    B、使α粒子发生明显偏转的力是来自于带正电的核及核外电子，当α粒子接近核时，是核的排斥力使α粒子发生明显的偏转，当α粒子接近电子时，是电子的吸引力使之发生明显的偏转．
    C、实验表明原子的中心有一个极小的核，它占有原子体积的极小部分
    D、实验表明原子中心的核带有原子的全部正电荷及全部质量．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    15．在拍摄水面下的景物或玻璃窗里的陈列物时，应在照相机镜头前面装一偏振片，这样做的目的是（　　）
    A．增强透射光的强度B．减弱所拍摄景物周围反射光的强度
    C．减弱透射光的强度D．增强所拍摄景物周围反射光的强度

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    5．如图甲所示是一种利用霍尔效应传感器测量运动速率的自行车速度计．车轮每转一周，安装在自行车前轮上的一块磁铁就靠近霍尔传感器一次，产生一次电压脉冲．图乙为某次骑行中记录的脉冲电压U与时间t的图象．已知自行车车轮的半径为33cm，磁铁与轮轴的距离为车轮半径的0.75倍，则该自行车（　　）
    A．车轮边缘与磁铁的线速度大小相等B．在1.0s～1.4s内，速率几乎不变
    C．在1.4s～2.2s内做减速运动D．在1.2s时的速率约为10m/s

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    12．如图为α粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时．关于观察到的现象．下述说法不正确的是（　　）
    A．相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多
    B．相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数比放在A位置时少得多
    C．放在C、D位置时屏上观察不到闪光
    D．放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    9．如图所示，细线长为L，悬挂一质量为m的小球静止在A点．今施加在小球上一个水平向右的恒力F使其运动到B点，此时细线与竖直方向夹角为θ．那么在这一过程中，恒力对小球做的功为Flsinθ，小球重力势能的增加量为mgl（1-cosθ）．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    10．测量电源的电动势和内阻，提供的器材如下：
    A．待测电源（电动势约为8V、内阻约为2Ω）
    B．电压表V（0-3V，内阻约为3kΩ）
    C．电流表A（0-1A，内阻约为1Ω）
    D．电阻箱R（0-99999.9Ω）
    E．滑动变阻器（0-20Ω）
    F．开关、导线若干

    （1）为扩大电压表的量程，现采用图甲所示电路测量电压表的内阻Rv（该方法不计电源内阻）．调节电阻箱R，使电压表指针满偏，此时电阻箱示数为R1．再调节电阻箱R，使电压表指针指在满刻度的一半处，此时电阻箱示数为R2．则电压表内阻Rv=R1-2R2．
    （2）若测得电压表内阻Rv=3010Ω，与之串联R=6020Ω的电阻，将电压表的量程变为9V．
    （3）为测量电源的电动势和内阻，请用笔画线代替导线，将图乙电路连接完整．

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案